煤矿安全专篇说明书

前

一、编制设计的依据

1、《新疆吐鲁番地区鄱善县城镇红湖煤矿初步设计（代可研）》。

2、国家煤矿安全监察局煤安监一字[2002]65号文及《煤矿初步设计安

全专篇编制内容》。

3、《煤炭工业小型煤矿设计规定》、《煤矿安全规程》、《煤矿救护规

程o

4、由新疆煤田地质局一五六队2002年2月5日提交的，并由新疆维

吾尔自治区国土资源厅审批过的《新疆吐鲁番地区鄱善县城镇红湖煤矿生

产地质报告》；

5、二00二年四月十日由新疆国土资源厅下发《新疆吐鲁番地区鄱善

县城镇红湖煤矿生产地质报告》矿产资源储量认定书（新国土资储认

[2002]099号文件）；

6、新疆吐鲁番地区都善县城镇红湖煤矿《委托书》。

二、设计的指导思想

1、认真贯彻执行国家安全生产的方针，提高矿井机械化开采水平，改

善井下工人的工作环境，降低工人的劳动强度。

2、为保障煤矿的安全生产和煤矿职工的人身安全，减少煤矿安全事故

的发生，设计针对井下煤层开采条件及不安全因素，采取有效的防治措施。

3、依靠科技进步，积极推广各项行之有效的先进技术和经验。

4、贯彻改革精神，在公共设施方面，本着高能低耗，有利生产，方便

生活，环保的原则。

5、优化井下开拓布署，减少井巷工程量，多做煤巷，少做岩巷。力求

低投入高产出。

6、尽量利用矿井现有生产、生活系统及设施。

三、设计的主要特点及安全评价

1、矿井设计生产能力：9万吨/a。

2、矿井开拓方式：立井阶段石门开拓。混合提升立井布置在岩层中，

斜风井布置在2号煤层中。矿井开拓系统完善可靠，为矿井安全生产提供

了基本保障。

3、井田范围：井田近东西走向长2km,南北宽约0.41km,面积0.82km2o

4、储量和服务年限：井田内共获彳鸵级(332)式级(333)+D级(333)储量

979.57万t。矿井可采储量为435.2万t,服务年限32年。

5、矿井采煤方法：水平分段悬移顶梁液压支架放顶煤采煤法。

6、通风系统：矿井通风系统为中央并列机械抽出式，矿井总风量为

12m7s,能保证矿井的安全生产。矿井通风系统简单，管理方便，安全可靠。

7、防灭火系统：针对目前情况矿井应考虑综合防灭火措施。工作面防

灭火主要措施采用喷洒阻化剂防灭火。必要时可采取均压通风等其它辅助

措施，抑制煤层自然发火。

对矿井主提升井筒、各机电胴室、上山绞车房碉室等地点设置消火栓、

灭火器和砂箱。上述综合防治措施可基本满足矿井防灭火的需要。

8、防尘、防爆、隔爆：本矿开采煤层具有爆炸性，为减小工作环境的

污染并防止爆炸事故的发生，设计要求加强采、掘、运的喷雾洒水、湿式

钻眼、冲洗巷壁、清扫和刷白巷道、采用合理的风速、风流净化、个体保

护、环境监测和尘源地配备喷洒装置等综合防尘、防爆措施，并采取设置

隔爆水棚以减轻瓦斯、煤尘爆炸的危害程度。

9、矿井井下监测：由于该矿为低瓦斯矿井，煤层为不易自燃煤层，所

以设计没有配备集中监测、监控系统。在回采工作和掘进工作面、采取串

联通风的工作面、采区变电所等地配备风电闭锁、瓦斯断电仪和便携式瓦

斯报警仪；同时配合人工监测风速、风量、瓦斯、一氧化碳、温度、湿度、

气压、二氧化碳等。达到监测矿井灾害的基本要求。

10、设计对各种主要污染物如：井下排出的研石、设备噪声源、污水、

烟气排放、大气污染、地表塌陷等均采取相应的防治措施。

根据该煤矿安全条件，结合矿井开拓开采布局，设计对新疆吐鲁番地

区鄢善县城镇红湖煤矿安全生产危害的各种因素都进行了较详细的分析研

究，提出了相应的安全技术措施，尤其对能造成重大灾害的瓦斯、煤尘、

自燃、水等均提出了重要点防范措施，贯彻以预防为主、防治结合的方针。

设计认为根据矿井生产几大系统、安全生产装备及所采取的安全措施，矿

井投产后，通过严格执行安全生产管理，可保证矿井的安全生产。故本矿

井的安全生产是有保证的。

四、待解决的主要问题

1、矿井深部D级储量占量较大，后期应做进一步勘探提高储量级别。

第一章矿井概况及安全条件

第一节井田概况

一、地理概况

1＞交通位置

鄱善县城镇红湖煤矿位于312国道南，从312国道3850km里程碑到煤

矿有砂石路面的便车道直通煤矿，距离21km。从312国道3850km里程碑开

始沿312国道到七克台镇公路里程15km,到都善县火车站的公路里程26km,

到都善县城的公路里程为45km,交通条件方便。矿区位置见交通位置图。

行政区划属于都善县七克台镇管辖。地理坐标为：

东经：90°48'03〃〜90°49'28〃

北纬：42°58'53〃〜42°59'13〃

依据新疆维吾尔自治区国土资源厅审批过的《新疆吐鲁番地区鄱善县

城镇红湖煤矿生产地质报告》，该矿矿区范围拐点坐标为：

点号XY

S14761779.0030565531.00

S24761709.0030566101.00

S34761486.0030566781.00

S14761730.0030567225.00

S54761365.0030567353.00

S64761054.0030566770.00

S74761401.0030565381.00

2、自然地理

(1)地形

鄢善县城镇红湖煤矿地处吐鲁番盆地中央隆起带的东部丘陵区，属典

型的砂岩侵蚀地貌，隆起带在该段南北宽3km至5km,其南为南湖大戈壁。

井田内地势北高南低，区内最大海拔高程485m,最低450m,地形相对高差

35m,有北东南西向冲沟3条，沟底宽缓，沟帮基岩出露。地表植被稀疏，

呈现典型的荒漠戈壁景观。

(2)气候

鄢善县城镇红湖煤矿地处吐鲁番盆地的腹地，属于大陆性干旱气候，

四季分明，夏季炎热少雨，日照时间长，昼夜温差大，冬季寒冷。年平均

气温为12℃,月平均气温最高的月份为每年7月份，月平均气温为29.2℃,

最高气温达42c以上。月平均气温最低的月份为每年1月份，月平均气温

-10℃,最低气温达-22℃。全年降水量34.8mm,蒸发量2500mm,无霜期190

天，每年十一月中下旬开始降雪结冻，翌年的二月中旬开始解冻，最大冻

土深度1.17m,每年的春末、秋末为风季，风向以东南风为主，年平均风速

1.8m/s,最大风速20m/s,最大风力达12级。

(3)地震

本区地震烈度为VII度。

(4)地表水

井田内及附近无长年性的河流，也无其它地表水体，所有冲沟均为干

沟，仅在春季融雪季节或夏秋两季遇降雨时才有水流由北向南流向南湖大

戈壁。

3、矿区经济概况

矿区附近无农业区，大部地区为盐碱戈壁和低地丘陵，植被稀少，野

生动物也较少。矿区距鄱善县不远，但位置偏僻，除煤矿开采工业外，无

其它工业。本地居民有汉族、维吾尔族。多从事采矿工作，农牧业为辅，

矿区粮食、蔬菜等生活用品均需从鄢善县和吐鲁番市拉运。矿区所需各种

生产建筑材料均需外调。

二、主要自然灾害

新疆鄱善县城镇红湖煤矿主要自然灾害为火灾、瓦斯、煤尘爆炸。

三、矿区开发史

鄢善县城镇红湖煤矿始建于1996年，斜井开拓，目前建有主斜井、人

行斜井和风井各一个。主斜井井口标高455.75m,方位18。，倾角45。，

斜长107m,井底标高（开采水平）+386.70m,回风水平+409.76m,阶段垂高

23.06m,两翼开米。

四、矿区水源、电源及通信情况

水源：煤矿缺少饮用水，水需到煤矿以北25km以外的南湖村拉运。该

处水量稳定，能满足供水需要。

电源：该矿井有两回供电电源，第一电源（现正使用）由13km外的

底湖变电所引入，该变电所容量为1000KVA,电压等级为10KV。第二电源

由10km以外的七克台变电所引入，变电所容量为800KVA,电压等级为10KV

（见附件：矿方提供的电源概况），故电力可以保证。

通讯：矿井内部通信系统设置行政管理,生产调度电话站,采用80门程

控调度总机,对外通信联系就近接入市电信局直拨。

第二节安全条件

一、区域地质

(一)区域地层

据以往区域地质资料，在吐鲁番盆地中央隆起东端，分布地层有中生

界侏罗系、白垩系及新生界第三系、第四系、现由老到新的顺序叙述如下:

(1)侏罗系(J):下部为湖沼相沉积，岩性为灰绿色，灰白色粉砂岩、

泥岩、砂岩、砾岩、炭质泥岩、煤层及菱铁矿组成，上部为河湖相沉积，

岩性为棕色，灰绿色粉砂岩、泥岩、紫褐色砾岩，从上向下为：上、中、

下三个统、六个组，统与统、组与组之间均为整合接触。

(2)白垩系(K)：下部岩性为浅灰绿色，浅棕色泥岩、砂质泥岩、粉砂

岩互层，上部湖相沉积岩性为桔黄色粉砂岩，棕色砂质泥岩夹砂岩，从上

向下分为：上、下两个统，各统之间为整合接触，与下伏侏罗系为不整合

接触。

(3)第三系(R)：下部岩性为河湖相的红色砂质泥岩，砂岩，粉砂岩夹

石膏，上部为河流相土黄色砂质泥岩，棕褐色砾岩，分为一个群、两个组,

与下伏地层为不整合接触。

(4)第四系(Q)：下部岩性主要为卵石层，砂砾石层及砂质粘土层组成,

上部由黄土，浅黄色砂质粘土及砾石组成，与下伏地层为不整合接触。

(-)区域构造

本区大地构造位置属吐鲁番盆地中央褶皱带之东延部分。为一背斜构

造(七克台背斜)，该背斜受区域性断层沿轴切割破坏，背斜南翼(断层下盘)

下降，基岩被第四系覆盖，未出露，背斜北翼(断层上盘)相对上升，基岩

出露地表，呈现为一向北西方向倾斜的单斜构造。区内地层倾角30°不等,

局部小型平移断层发育。

二、井田地质

(一)井田地层

井田内分布的地层有：侏罗系下统三工河组，侏罗系中统西山窑组和

新生界第四系。下面对井田内各时代地层的分布，岩性及厚度变化情况叙

述如下：

A、中生界M)

1＞侏罗系(J)

(1)中统西山窑组(J2X)：该组地层广泛分部于井田内，通过实测地层剖

面，井田内地层出露最大厚度459.90m；含可采煤层2层,0.1m〜0.3m的煤

线多层，根据其岩性特征和煤层分布特征，以其中部所含薄煤线为顶界，

将其分为上段和下段，上段为不含煤段，下段为含煤段。

西山窑组下段(J2x9：该段地层分布于井田中部和南部，在井田范围内

广泛出露，在井田东界冲沟附近，下段下部层位被第四系小面积覆盖。根

据实测地层剖面及钻孔揭露的岩性分析，该段地层出露厚99.19m〜

133.07m,平均厚度116.13m,含可采煤层2层，岩性为灰黄绿色粉砂岩、

细砂岩、泥岩为主，夹数层薄层细〜中砂岩和不稳定的薄层菱铁矿。可采

煤层位于该段下部，底部为一层10.26m~12.70m厚的灰黄白色厚层钙质

胶结的中砂岩，成份以石英为主，以该层底界作为西山窑组与三工河组的

界线，与下伏三工河组地层呈整合接触。

西山窑组上段(J2x9分布于井田北部，其岩性为黄绿色粉砂岩夹粗砂

岩及泥岩，中夹薄层中~粗砂岩，未见顶。矿区内出露厚度263.04m~

326.83m,地层平均厚度294.93m。

（2）下侏罗统三工河组（J6）：分布于井田南部边界附近，区内出露不

全，仅见上部地层。岩性以黄绿色粉砂岩、细砂岩互层夹中〜粗砂岩，本

组地层可见厚大于50m,区内未见底。

B、新生界

全新统（Q.al+P1）广泛分布于井田南部戈壁及井田东部现代河床中，由戈

壁砾石，碎石、亚砂土松散堆积而成。矿区内厚度0〜0.50m,与下伏地

层为不整合接触。

上更新统⑹）：风积松散黄土、亚砂土、砂砾石松散堆积而成，厚度

不详，与下伏地层为不整合接触。

（二）井田构造

本井田属于吐鲁番中央隆起带东端之一部分七克台背斜北翼，以单斜

构造为主体，地层倾向349°〜20°,倾角34°〜55°,在井田东部中段有

一轴向为近南北向的宽缓短轴状向斜（wi向斜）其实质是一向北张开的箕状

构造。井田内断裂构造不发育，未发现较大的断裂构造；在向斜轴以西地

层倾角在45°左右，以东在55°左右。通过地质填图，已确定wi向斜轴的

地表位置在井田东翼距主斜井440m处，轴向出露长度600m左右，西翼产

状40°Z47°,东翼产状336°该向斜地表位置形态已查明，现矿井开采

的是西翼煤层，未受到其轴部煤层产状变化的影响，井田的构造复杂程度

属于中等，构造形态现基本查明。

（三））煤层

1、含煤层

田内含煤地层为西山窑组下段，西山窑组下段由粉砂岩、砂岩、泥岩

和煤层组成，地层揭露厚度99.19m〜133.07m,地层平均厚度116.13,含

煤2层，煤层总厚16.45含煤系数为14%。

2、煤层编号

井田范围内西山窑组下段，含0.1m〜0.3m煤线多层，但连续性差，层

位不稳定，对比困难，所以不进行统一编号，可采煤层从上向下编为1号、

2号煤层，各煤层特征见表

煤层特征统计表

表1-2-1

底板

煤

层间距结构类型

地层火肝可采稳定顶板

岩性

编

号煤层厚度极小〜极大极小〜极大

系统层数程度程度岩性

平均(点数)平均

西山1.20〜12.82细砂岩〜

1简单结构1全区可采较稳定粉砂岩

窑组4.02(26)1.80~4.60粗砂岩

下段().80〜11.433.20粉砂岩〜

2单一结构0余区采较稳定粉砂岩

J2X13.47(26)泥岩

(四)可采煤层

根据地质工作所获得煤层资料，对各可采煤层厚度、间距、顶底板岩

性的变化情况分述如下。

1号煤层：

(1)厚度变化规律

地表出露厚度在1勘探线附近为1.40m,向东到向斜轴逐渐增大到

2.90m,再向东到3勘探线增厚到4.30m。在向斜轴以西的中深部IT、2-1

钻孔和井巷揭露厚度在IL20m〜12.81m,厚度变化不大，3〜1钻孔揭露厚

度3.57m,3〜1钻孔附近厚度变薄的原因之一是见煤点处于风化带底界，

受风化影响厚度有所变薄，但风化影响不至于煤层厚变化如此之大。该处

煤层厚度变小的主要原因是原始沉积环境变化所致，1号煤层厚度总体变化

规律是东薄西厚地表出露厚度小于深部厚度。

(2)煤层结构：1号煤层结构在全井田范围内单一结构。

(3)顶、底板岩性：顶板在井田西部为细砂岩，东部地段为粗砂岩，底

板岩性在全区为粉砂岩。

(4)煤层间距

1号煤层与2号煤层的间距在井田西部地段为1.80m,向东增厚到

4.60mo

该煤层属于全区可采的较稳定煤层。

2号煤层：

(1)煤层厚度变化规律

2号煤层：在1勘探线附近地表出露厚度为1.85m,向东到向斜轴逐渐

增大到2.30m,再向东到3勘探线增厚到3.70m,向斜轴以西深部1-1、2〜

1钻孔和井巷揭露厚度在5.06m〜IL43m,厚度变化较大，向斜轴以东3〜1

钻孔揭露厚度9.92m,该煤层厚度变化的原因与沉积环境有一定关系，厚度

变化是西薄东厚，地表出露厚度小于深部厚度。

(2)煤层结构：2号煤层结构在全井田范围内简单〜单一结构。

(3)顶、底板岩性：顶板在井田西部为粉砂岩夹泥岩，东部地段为粗砂

岩，底板岩性在全区为粉砂岩夹泥岩。

该煤层属于全区可采的较稳定煤层。

(五)煤层对比

井田内西山窑组下段是唯一的含煤地层，1号、2号煤层位于段的下部,

地表煤层对比可靠；斜井井巷沿2号煤层倾向掘进至井底，运输大巷沿2号

煤层走向掘进，经地质工作断定，全区1号、2号煤层的对比是可靠。

(六)煤质

1、煤的物理性质

2层可采煤层物理性质见表1-2-2o

主要煤层物理性质一览表

表1-2-2

平均平均容重

煤层号颜色条痕结构构造光泽裂隙断口其它

容重为加权值

1黑色褐黑色条带状层状沥青发育参差状1.31性脆易碎以煤层有益厚度为权值

2黑色黑褐色条带状层状沥青较发育参差状1.36性脆易碎

2、宏观煤岩类型

1号煤层以亮煤为主，暗煤次之，多为玻璃光泽、煤岩类型属于半亮型

煤。

2号煤层以暗煤带为主，亮煤次之，多为玻璃光泽、煤岩类型属半暗型

煤。

3、显微煤岩组特征

(1)1号煤层

有机组份：主要有镜质组分和半镜质组分，惰质组分与壳质组分少量。

镜质组分加半镜质组分：镜质组分以无结构镜质体为主，无结构镜质

体中有基质镜质体和碎屑镜质体，基质镜质体无固定形态，也不合任何细

胞结构，在反色光下呈深灰色，不现突起，发育裂纹。碎屑镜质体大多以

群体无规则分布，其粒经较小。结构镜质体含量极少其细胞壁膨胀，只留

细胞残迹；半镜质组分主要以碎屑半镜质体为主。

惰质组分主要为星状丝质体，其结构保存完好，未观察到壳质组分。

无机组分：主要以粘土矿物为主其次为黄铁矿、碳酸盐矿物。

(2)2号煤层：

有机组份：以镜质组分、半镜质组为主，惰质组分与壳质组分量少。

镜质组分加半镜质组分：镜质组分以无结构镜质体为主；半镜质组分

为主要以基质半镜质为主。

惰质组分：主要是碎屑惰质体和丝质体。

壳质组分：主要为大抱子体，在ZK1〜1孔样品中未观察到。

无机分：主要以粘土矿物为主，其次为黄铁矿和碳酸盐矿物。

1号、2号煤层显微煤岩组份含量见5-20

4、显微煤岩类型

1煤层：暗亮煤型。

2煤层：暗亮煤型。

各煤层主要显微煤岩组份含量统计表

表1-2-3

分类有机组无机组惰质组

镜质+斗镜质组壳质组％

%%%

煤变质阶段

极值极值极值极值极值

层

平均值平均值平均值平均值平均值

号

290.19.979.910.20.00

5、变质阶段

1、2号煤层镜质组反射率分别为0.28、0.32,煤的变质阶段均为。阶。

综上所述，各煤层有机质含量较高，无机质含量相对较低。有机质各组

中以镜质组加半镜质组为主，惰质组少见；无机质中以粘土类矿物为主，

多呈浸染状分布。

(七)化学性质、工艺性能

各煤层主要指标数值的变化范围以及加权平均值。统计方法是采用有

益厚度为权值，对各指标进行加权平均。

1、灰份(Ad)

各煤层原煤干基灰份一般在6.27%〜7.21%,灰份较低。

精煤干基灰份为3.23%〜3.79%o

两层煤均为特底灰煤。

2、挥发份(Vdaf)

两煤层原煤探发份在38.95%〜35.95%,精煤在38.28%〜35.13%,深部与

浅部相差不大。

3、发热量Qbdf

两煤层原煤在33.06MJ/Kg〜30.3MJ/Kg之间，深部比浅部略高；

精煤在33.54MJ/Kg〜31.1MJ/Kg,属高发热量煤。

4、着火点：1号煤层着火点温度为323℃,2号煤层着火点度为335℃。

5、全硫(Std)

两煤层全硫在0.59%〜0.39%之间，属特低硫煤。

6、粘结指数(CRI)

1号煤层粘结指数为2,2号煤层粘结指数为零。

7、煤灰成分：

由表可看出，各煤层灰成份以二氧化硅(Si02)为主，氧化钙(CaO)

次之，以下依次为三氧化铁(Fe。)，氧化镁(MgO)o

8、煤灰熔融性

各煤层煤灰熔融性统计表

表1-2-4

HT℃DTrsrcFVC备注

煤层号最小一最大最小一最大最小一最大最小一最大

平均平均平均平均

1210〜12801040〜2601200〜12801220〜1290

1

1245115012401255

1210〜1201090〜12801200〜1201220〜1300

2

1250118512451260

由表1-2-4可知：

1煤层STC1240,为低熔灰份。

2煤层STC1245,为低熔灰份。

(八)煤的工业分类及用途

井田内可采煤层均属于腐植煤类，为低变质程度的烟煤。

1＞煤质牌号见表1-2-5。

各煤层精煤挥发份统计表

表1-2-5

Vdaf(%)

煤层号最大〜最小粘结指数煤种分类备注

加权平均

36.51〜39.44

1241CY以有益厚度为权值

38.28

34.47~35.42

20

35.13

2、主要煤质指标级别

1号煤层：为高发热量、特低灰、特低硫、低磷、低熔灰份的煤。

2号煤层：为高发热量、特低灰、特低硫、低磷、低熔灰份的煤。

3、用途：各煤层均可作为较好的动力用煤及民用生活煤。

（九）煤的风化及氧化

该区煤层裸露于地表，浅部煤层风化严重。在3〜1号钻孔41.33m处

采集1号煤层风化样进行测试，该煤发热量为20.1MJ/Kg,低于区内煤的

正常发热量31.18町/Kg。煤的着火点为298℃,也低于深部煤层平均发热

量324℃,氧与硫的和达到33.18%,远高于深部煤层的平均含量14.46%,说

明41.33m处仍为风化带；在回风巷垂深55处采集风化煤样一个，测的腐

殖酸含量为L1%,煤的着火点为329℃,深度已超过风化带。根据上述成果

分析，确定煤的风化带低界定为煤层露头向下垂深50nl比较合适。

五、水文地质条件

（一）区域水文地质概述

1、概况

该井田位于吐鲁番地区都善县北东方向，吐鲁番盆地中央隆起东端，

地貌为丘陵区，隆起带南边为一望无际的南湖戈壁，北边为广阔的湖积平

原。隆起由第三系、白垩系、侏罗系地层构成，总的地势是北高南低，地

形相对高差不大于35m,地表多为抗风化能力强的坚硬岩层出露。

2001年年平均气温12℃,月平均气温最高的月份为7月份，月平均气

温为29.2℃,最高气温达42℃以上，月平均气温最低月份为每年的1月份,

最低气温为-22℃,全年降水量35mli1,年蒸发量2500mm。

井田内无常年性河流，也无其他地表水体，所有冲沟为干沟，仅在春

季融雪季节才有水流向南湖戈壁。

2、含水层(隔水层)

岩性主要由砂砾岩、粗砂岩、粉砂岩及煤层组成，从现有生产矿井观

测，在煤层顶底界均未发现强含水层存在，均以弱含水层及隔水层为主。

(1)第四系全新统砂砾石层(Q,a1+P1)孔隙含水层：

主要分布于现代河谷及冲沟内，由冲洪积的砂、砂砾、漂石等组成。

孔隙大，透水性好，在井田以西的红湖坎煤矿附近的现代河谷中，形成孔隙

潜水层。

(2)第四系上更新统亚砂土(Q；01)透水而不含水层：

主要为风成黄土,下部为松散的砾石堆积。由于当地蒸发量远大于降雨

量，降雨量又十分有限，故定为透水而不含水层。

(3)白垩系(K)隔水层

为湖沼相沉积，下部地层岩性呈浅绿色、浅棕色泥岩，砂质泥岩，粉

砂岩互层；上部为桔黄色粉砂岩，棕色砂质泥岩夹砂岩，隔水性能好，孔

隙和裂隙不甚发育。

(4)侏罗系(J)孔隙〜裂隙承压含水层

侏罗系地层岩性复杂，包括从泥岩到砂岩和煤层的一整套岩层，多以

含、隔水层相间存在，富水性强弱不等，水头压力大，多以弱含水层存在,

其间的隔水层隔水性能好，单位涌水量均小于q<0.IL/smo

3、地下水的补给、径流与排泄条件

本区地下水主要补给水源为大气降水，其次是北天山南麓雪融水沿冲

沟流到本区形成季节性补给。地下水运动方向：第四系潜水自北向南运移,

基岩裂隙水自西向东运移。基岩裂隙水主要在沟谷处接受第四系潜水和季

节性地表水的侧向补给。地下水以蒸发形式排泄。地下水运移速度缓慢，

矿化度高。

(二)井田水文地质

1、含水层(隔水层)

(1)第四纪透水不含水层段也

主要成分为风积黄土和松散砂砾石，出露较少，仅在矿区东部可见。

其孔隙大，为透水层，加之该区属于干旱区，蒸发量远大于降雨量，降雨

又十分稀少，地表无常年流水的河流，故该层划分为透水而不含水层。

2

(2)侏罗系中统西山窑组上段J2x隔水层(G2)

岩性为灰白、灰黄的砂岩，泥岩互层，含多层的薄层状菱铁矿，分布

于矿区北部。裂隙、孔隙不甚发育，其为良好的隔水层。

(3)侏罗系中统西山窑组下段J2x,孔隙〜裂隙承压含水层H2

该含水层位于井田内1号煤层的顶板，岩性以细砂岩为主，裂隙发育。

据2〜1号钻孔揭露，其厚度为3.1m,抽水成果显示其单位涌水量q=0.01291

/sm,渗透系数K=0.4048m/d,水质类型为SO数、CLf+Na*型水,矿化度

为9.914g/L,属于高矿化度水。其以滴、细流的方式补给2号煤巷道。该

含水层静止水位标高388.41M,受区域上的东西岩层走向上的补给，根据抽

水试验结果，把其定为弱含水层。

(4)侏罗系中统西山窑组下段J2X1裂隙一孔隙承压含水层H.

该含水层位于2号煤层的底板，岩性以细砂岩、粗砂岩为主，裂隙发

育。在主斜井+386m水平以西30m处，该处向南掘进的石门中，地下水涌水

量10m:,/ho在煤层巷道中，其以渗出的方式补给巷道，其厚度钻孔中未

揭露全，据访问其厚度在5m〜10m。

(5)侏罗系下统三工河组(JQ隔水层(G,)

出露于井田南部，区内出露不全，仅见上部地层。岩性以黄绿色粉砂

岩、细砂岩、薄层状菱铁矿互层为主，顶部为灰绿色粉砂岩，泥岩互层，

裂隙、孔隙不甚发育，其隔水层性能好

2、地下水的补给、径流、排泄条件

井田内含有二层承压水，其补给来源是大气降水及第四系潜水和季节

性地表水的侧向补给，地下水自西向东运移。

两含水层均为弱含水层，煤层大部位于地下水水位以下，由于地下水

补给量缺乏，各含水层以静贮存量为主，所以井田水文地质条件定为二类

一型，即以基岩裂隙含水层充水为主，水文地质条件属简单的矿床。

(四)充水因素分析

1、老窑及生产矿井充水因素

该矿建于1996年，至今仍在生产之中，井田内无老窑分布，不存在老

窑积水溃入矿坑问题，现生产矿井开采深度+386m水平，开采长度主斜井以

西350m,矿坑昼夜涌水量100m，/d,井下水主要来自于2号煤层直接顶板

细砂岩的滴水和1号煤层底板的渗入水。

2、井田充水因素

该区水文地质条件简单，在煤层顶底界均未发现强含水层存在，均以

弱含水层和隔水层为主。由于组成含水层的岩性多以细砂岩、粗砂岩为主,

具有一定的孔隙，裂隙比较发育，接受大气降水的补给，赋存一定的地下

水，以静贮存量为主。因此当开采位于当地地下水以上的煤层时，矿井无

水；当矿井开采当地地下水以下的煤层时，煤层的顶、底界岩石裂隙一孔

隙承压含水层为矿坑充水的主要水源，该矿主采的煤层基本位于侵蚀面以

下，未来矿井充水来源为1号煤层顶板和2号煤层的底板承压含水层。

3、矿坑涌水量预算

经地质报告提供，今后未来矿井涌水量依据“大井”法预测，预计未

来矿井涌水量为580.79inVdo

4、供水水源

井田内无任何地表水源，在勘探工作中，采集了鄱善县城镇红湖煤矿

矿井和2〜1号钻孔水样,并及时送往新疆煤田地质局综合试验室进行化验,

化验结果显示如下：

2-1号钻孔水样:无色，矿化度99144mg/L,总硬度1958.21mg/L,属

于强咸水（高矿化度水）；

矿井水样：颜色微黄，矿化度9000mg/L,总硬度1124270mg/L,属

于强咸水（高矿化度水）。这两种水样的k++Na*,Ca2\Mg"、Cl、SO/、CO-

含量都严重超标，水质类型为SO；,Cr-k^+Na,型水。

该矿附近无地下水水源可饮用，从外地拉运水可解决饮用水问题，另

外对矿坑排水进行处理，可解决工业用水和绿化用水。

五、开采技术条件

该矿从建矿至今已有6年的生产历史，开采深度（垂深）69.05m,西翼

开采范围走向长350m,东翼准备回采范围走向长近400m,开采2号煤层,运

输大巷，回风巷布置在2号煤层中，有多个石门贯穿1号煤层。

该矿自建矿以来从未发生任何重大伤亡事故，未发生瓦斯突出、爆炸、

突水、冒顶、煤尘爆炸、煤层自燃等矿井井下灾害，井下揭露地段未发现

断层存在。

1号煤层顶板有0.10m〜0.20m泥岩伪顶，石门揭露到1号煤层时，其

与煤层同时下落。

2号煤层未采全层、顶部留有一定厚度的护顶煤，煤巷仅局部用木架支

护。底板无底鼓现象。井下有少量煤尘。矿坑昼夜排水量100m',井下水主

要来自矿井西翼煤层及顶板的渗出，东翼涌水量极小。地表无塌陷、无裂

隙。井下实际情况与所采有关样品的测试结果基本相吻。

综上所述，该矿的地质与开采技术条件类型应属于简单类型。

(-)岩石工程地质特征

本井田内分布有第四系松散沉积物和中侏罗统西山窑组。第四系松散

沉积物有风成亚砂土和砂砾石堆积物，分布不均，厚度不大，与下伏地层

为不整合接触。风成亚砂土在区内分布较广，厚度不大于1m,干燥疏松，

承载力有限，不宜作为建筑物的直接承载层，一般工程都应清除该层，以

基岩作为直接承载层。

西山窑组以粉砂岩、细砂岩为主，夹有少量的中砂岩、粗砂岩及薄层

泥岩和煤层，粉砂岩和泥岩主要集中分布于1号、2号煤层上下。地层倾向

北，倾角34°〜55。。天然状态下，除煤层为软弱层外，其余岩层无不良

工程地层现象。采空区上部虽地表无塌陷、无裂隙，但深部已发生垮落、

裂缝，岩石的原始赋存状态已遭严重破坏，所以采空区及周围地表不宜构

筑任何建筑物。

煤层顶底板岩石物理力学性质：

在2〜1钻孔和矿井井下采集了1号、2号煤层直接顶板岩石样品，样

品送交新疆煤田地质局综合试验室进行测试。测试结果见表l-2-6o

煤层顶底板力学试验表

表1-2-6

天然状态单天然状态

煤层采样容重比重

采样地点岩性向抗压强度抗拉强度

编号位置g/cmg/cm3

MPaMPa

12~1孔斜井顶板细砂岩2.402.6019.701.50

12~146孔底板粉砂岩2.482.5923.601.10

22-1钻孔顶板粉砂岩2.482.5923.601.1()

22—1钻孔底板细砂岩2.512.6019.801.60

现将1号、2号煤层顶底板特征分析如下：

1、1号煤层

1号煤层顶板为厚层细砂岩，容重r=2.40g/cm3,单向抗压强度为

19.70Hpa,抗拉强度为1.50HPa,属软弱的岩石。

1号煤层底板为粉砂岩，容重r=2.48g/cm：单向抗压强度为23.6MPa,

抗拉强度为1.10MPa,属软弱的岩石。

2、2号煤层

2号煤层顶板为粉砂岩，容重r=2.48g/cn?,单向抗压强度为23.60MPa,

抗拉强度为1.10MPa,属软弱的岩石。

2号煤层底板为细砂岩，容重r=2.518g/cm3,单向抗压强度为19.8OMPa,

抗拉强度为1.60MPa,属软弱的岩石。

本井田内1号、2号煤层直接顶、底板岩石天然状态下抗压强度均小于

30MPa,都属软弱的岩石，遇水后强度更加降低。

（二）瓦斯

鄱善县城镇红湖煤矿从建矿至今井下从未发生过瓦斯爆炸、瓦斯突出、

煤与瓦斯共同突出事故。现矿井井下相对瓦斯涌出量较低，井下瓦斯主要

来自同采煤层的向外缓慢释放。

在2-1钻孔中对1号煤层和2号煤层采集了煤芯瓦斯解释样。样品现

场解析瓦斯气体量为零，后送交新疆煤田地质局综合试验室进行室内粉碎

脱气，分析化验结果见表『2-7。

1号、2号煤层样、瓦斯含量统计表

表1-2-7

粉碎前脱气粉斯碎后脱气

煤质分析解析瓦斯量总含量粉碎前脱气瓦斯成份

采样煤层瓦斯量瓦斯量

位置编号CH,C0CH,C0CEC0CH」C0CH,C0N

VL%Wf%Ad%222222

ml/gml/gml/gml/gml/gml/gml/gml/g%%%

2-1

134.244.746.19000.0070.2320.0080.0300.0150.260.8025.1774.03

钻孔

2-1

240.253.804.19000.0020.3420.0020.0810.0040.4230.2855.2644.45

钻孔

从上述分析化验资料来看，样品中瓦斯成份主要为二气化碳和氮气，

甲烷含量甚低，所采样品属于二氧化碳一氮气带中。根据所采样品深度，

该井田+290m水平以上属二氧化碳一氮气带，即瓦斯风化带中，由于受勘

探深度的限制，该带底界深度尚未控制。

目前该矿已由国家安全计量站乌鲁木齐分站作瓦斯鉴定，其成果见表

l-2-8o

矿井瓦斯等级鉴定及二氧化碳测定结果表

表1-2-8

井

矿

年

本月中最大一天上

层

煤月平均相对上年

瓦

涌出量(n?/min)月工度

区

气体采产日产涌出瓦斯度瓦说

等

作日斯

水

名称平量量等级斯等明

里及

(d)纵

名

称风流抽放总3

(t)(t/d)(m71)级

(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)

瓦

矿井0.2000.202525001002.88低无

斯

二氧矿井0.3000.302525001004.32

化碳

(三)煤尘

由于该井田煤层顶板及煤层含水，极大的降低了井下煤尘含量。在井下

实测巷道时发现井下煤尘含量较低。为检验1号、2号煤层的煤尘是否具有

爆炸性，对地质钻孔的煤芯，煤样进行了煤尘爆炸性试验。结果见表1-2-9o

煤尘爆炸性试验结果见表

表1-2-9

煤

采样工业分析煤尘爆炸

层

置

位水份灰份挥发份火焰长度岩粉量

号爆炸性结论

MadAdVdaf(mm)(%)

1-1钻孔12.145.7039.72>40075有爆炸性

3-1钻孔112.1229.7750.84<10075有焊炸性

1-1钻孔22.007.9036.41>40075有爆炸性

3-1钻孔25.947.7335.07>40075有爆炸性

样品分析显示：1号、2号煤层的煤尘均具有爆炸性。在未来采矿过程

中一定要采取防尘、灭尘措施，以保证矿井全生产。

（四）煤的自燃

通过勘探工作，地表煤层露头均无自燃现象，地质勘探工作对1、2号

煤层煤芯样作了着火试验，试验结果见表

煤自燃倾向试验成果表

表1-2-10

吸氧量工业分析

试验全硫比重自燃倾向性分

原编号ml/g水份灰份挥发份

编号st.adTRd类等级

干煤MadAdVdVdaf

2c2—363—1—10.2012.1229.7750.840.231.57III级不易自燃

2c2—373—1—20.185.947.335.070.231.57in级不易自然

Zc2—381—1—10.212.145.7039.720.401.57in级不易自燃

2c2—391—1—20.212.007.9036.410.511.57in级不易自燃

煤层自燃倾向据2001年11月1日起施行的，《煤矿安全生产规程》烟

煤吸氧量ml/g干煤W0.40属于IH类不易自燃煤层。

（五）地温

根据调查都善县城镇红湖煤矿及周围小窑调查未发现高温区，在井下

不通风的条件下测得井下井温为+10C,未发现高温区，属于地温正常区。

六、对矿井地质勘探安全条件资料的评价及存在问题

1、矿井深部D级储量占量较大，后期应做进一步勘探提高储量级别。

2、对煤层深部其厚度、煤质变化情况了解不清。

第三节矿井设计概况

一、工程性质

该矿井属扩建工程项目。

二、井田开拓开采

1、井田境界及储量

新疆维吾尔自治区国土资源厅审批过的《新疆吐鲁番地区都善县城镇

红湖煤矿生产地质报告》，该矿矿区范围拐点坐标为：

点号XY

S14761779.0030565531.00

S24761709.0030566101.00

S34761486.0030566781.00

S44761730.0030567225.00

S54761365.0030567353.00

S64761054.0030566770.00

S74761401.0030565381.00

2、储量

井田内共获得B级(332)K级(333)+D级(333)储量979.57万t；其中B级(332)

172.51万t,C级(333)401.42万t,D级(333)405.64万吨B级(332)储量占总

储量的18%,B级(332)V级(333)占总储量的59%。

3、矿井设计生产能力及服务年限

根据地质报告、设计委托，结合井田内煤层的储量、开采技术条件、

吐鲁番地区煤炭市场的需求量等多方面因素综合考虑，并依据自治区《新

疆煤炭产业结构调整“十五”规划》(新疆吐鲁番地区都善县城镇红湖煤矿

规划井型为9万t/a),确定矿井设计生产能力为9万t/ao该井型从矿井

可采储量分析满足其服务年限，满足设计规范要求，适应于新疆吐鲁番地

区鄢善县城镇红湖煤矿的技术管理水平。

本矿井B+C+D级储量979.57万t。根据采矿证圈定的限采深度为+250m水

平，矿井工业储量为776.26万t。减去井筒、工业广场、和边界及阶段保

安煤柱，采区回采率按设计规范，取75%,矿井可采储量为435.2万t,根

据勘探程度取1.5储量备用系数。

整个矿井服务年限为：T=ZK/1.5A

式中ZK——矿井可采储量，万t；

A——矿井设计生产能力，9万t/a。

T=435.2/(1.5X9)=32(a)

3(一水平+316m以上)=272.4/9*1.5=20(a)；

T2(二水平+316m〜+250m)=162.8/9*1.5=12(a)。

4、井田开拓方式

矿井采用立井水平石门开拓方式，在+316米水平布置井底车场和运输

大巷，两个水平开采。设计布置一个双翼采区。

5、井筒用途及装备

立井：采用载人双箕斗提升。担负矿井的提煤、提升人员、运料、提

肝和进风之用。

其井筒参数为：主井井筒长139m；净断面9.6n)2。

将原行人井改造为矿井的第一安全出口，井筒中设台阶、行人扶手。

利用原主斜井改造为斜风井：井筒长105m,井筒中设有人行道作为矿

井总回风和第二安全出口(详见插图3T〜2)。

井筒特征表

表1-3-1

井口座标(m)提升井口井筒断面积面)支护

井筒名称方位角标高倾角支护厚度

XY净掘

(0)(m)(°)方式(mm)

提升立井476138.00566357107+455.009.613.3料砌300

回风斜井4761401.266566313.960207+455.7541〜434.965.2锚网喷碎70

安全出口4761394.757566339.200181+455.5241〜433.64锚网喷砂100

6、采区布置及主要设备的选择

该矿可采煤层有二层，分别为1#煤层和2#煤层，在全井田范围内均为

简单〜单一结构，全区稳定可采。煤层倾角在33°〜55°之间，平均45°；其

中1#煤层厚度在6.82m〜12.82m之间，平均厚度为11m；2#煤层厚度在

3.39m~ll.43m之间，平均厚度为9.5m,均属急倾斜厚煤层。

煤层间距：1#煤层〜2#煤层间距基本稳定，有微小变化，在1.8m〜4.6m

之间，平均间距为3.2m。总体表现为由西向东煤层间距逐渐变大。

本设计矿井投产采区首采面设在1#和2#煤层煤层西一区段，设计

结合当地煤矿的技术水平及煤层赋存条件，考虑矿井生产能力、开采技术

水平及煤层赋存条件，经过技术经济比较后，设计推荐水平分段悬移顶梁

液压支架放顶煤采煤法(两层煤联合布置开采)。

工作面支护设备，选用ZJH1200/14/30(X-1TJ悬移顶梁液压支架。爆

破落煤。工作面煤采用SGB—620/40型刮板运输机外运，运输顺槽采用1

台SGB—620/40型刮板运输机将煤运至采区溜煤眼。

矿井达到设计生产能力时布置一个回采工作面和一个炮掘面；炮掘工

作面配备ZMST2型湿式煤电钻、发爆器、YBT-11型局部扇风机。

顶板管理方式采用全部陷落式。

三、提升、运输、通风设备

1、井筒特征

矿井采用一套提升设备。采用立井双钩载人箕斗提升系统，该井筒除

主要担负矿井提煤、提肝任务外，还担负全矿井下放人员，材料及设备等

任务。提升立井井口标高：+455m,井底水平标高：+316m,垂深139m。二水

平井底标高为+250m。净断面9.6m2,支护形式为料石砌不宜。

2、提升、排水、通风设备

(1)提升立井选用1台2JTP-1.6/0.9型双滚筒绞车。其性能参数为：

D=1.6m,B=0.9m,Vm=2.45m/s,Fj=45KN,Fc=30KNo选用与绞车配套电机

为JRH5-8型,其性能参数为：N=70kw,V=380V,n=723r/mino

提升机控制：根据提升设备选型情况和《煤矿安全规程》要求，提升

机电控设备选用JKD-PC系列提升机交流电控设备，型号为

JKD-PC-23-3386I-So该系统为PLC控制。带SCR低频制动，系统采用真

空化、柜式结构，控制系统配置上位监控。计算机具有提升信号显示系统、

综合后备保护、故障自诊断、行程、速度图等时显示以及报表打印功能，

便于事故的预测和分析处理，保证提升机安全可靠的运行。

钢丝绳选用6A(21)-19.5-170型钢丝绳，其主要性能参数为：直径

d=19.5mm,Pk=l.4kg/m,Qk=260.68KNO

本矿井下井最大件为蓄电池电机车，最大不可拆卸件的重量为1500kg,

最大不可拆卸件的外形尺寸为(长X宽X高)2150X950X1100mmo能够安

全下放。

钢丝绳在滚筒上单层缠绕，终端载荷：

提煤时1000kg；

提砰时1600kg；

提人时280kg；